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常用的VOCs催化剂可分为三类:贵金属催化剂、过渡金属氧化物和混合金属氧化物24。金属氧 化物催化剂通常价格便宜,耐中毒,但与贵金属催化剂相比,对VOCs的催化活性相对较差,效率 较低。一般催化剂都会选择合适的载体来支撑活性组分,以提高催化剂的强度。目前被广泛用作催化 剂载体的典型材料有:氧化铝、二氧化钛、氧化铈、氧化锆、二氧化硅、活性炭、分子筛、沸石等,具有 良好的热稳定性和较高的比表面积叫。本文分析了近五年来有关VOCs催化氧化的文献,总结了催 化剂(不含载体)中金属元素的出现频率。结果如图4所示。 I H Mn He Ⅱa 286 Metal Be 286:286 Mn -based metal Non-metal catalyst publications Na M Si 4 17 VaVa VIn切n I In 24 K Ca Sc Ti Cr Mn Fe Co Cu Ge 3 168 27 31 286 114 166 67 130 39 6 5 Rb Sr Z Nb Mo Te Ru Rh Pd Ag Cd Sh 1 9 13 24 18 5 21 1 55 57 6 Cs Ba La Lu Hf Ta re Ir Pt Hg 3 4 1 40 184 41 Fr Ra Ac~Lr Rf Db Sg Bh Hs Ds Rg La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Ho Er Tm Yb Lu 5 157 Ac Th Pa Np Am Cm Md No Lr 图4出版物中催化剂的使用频率 Fig.4 Catalyst usage frequency in publications 最常被研究的物质元素是锰(M们)。锰系催化剂是近年来应用最广泛的催化剂,这主要是由于 其优异的物理化学性能。锰矿产量高、分布广,价格低廉,适合选择性催化还原NOx和降解 VOCs。对一系列污染物的研究:烷烃(甲醛1:丙酮3),芳香烃(苯;甲苯阿),氯化有机化 合物(1-2·二氯乙烷叨:三氯乙稀),结果表明,锰催化剂活性好、效率高、毒性低,在反应中 起着重要作用。锰基催化剂的应用主要包括钙钛矿(LaMO)和过渡金属氧化物两种类型,其性能 主要取决于催化剂的结构制条方法、比表面积、载体材料和氧化态。催化剂的高效主要归因于 M2+Mn*或Mn+Mn的混合态以及晶格氧的高氧化性能和迁移率o。 研究量排行第二的是铂基催化剂(184)。铂(Pt)是一种贵金属,Pt基催化剂活性高,稳定性 好,在VOCs催化花领域得到了广泛研究14)。但由于其高昂的成本和易中毒性能,因而在工业 应用方面受到限制,特别是在处理含氯有机物的时候。通常情况下,Pt基催化剂负载在金属氧化 物、沸石等栽体江,具有良好的效率、活性和稳定性P。Zouhair等人4研究了Pt基催化剂负载到 AlO、TiO2√GeO Mgo四种载体上,用以测试催化氧化二氯甲烷性能,整体活性:PtAI>PtTi> PtCe>PtMg,最具选择性的是PtCe催化剂,并且它们都拥有良好的抗氯性能。 钛(T)以168的研究频次排行第三。钛基催化剂具有成本低、无毒、化学稳定性好等优点,广 泛应用于光催化氧化(PCO)领域8。光催化是通过半导体催化剂吸收紫外光,在氧、臭氧和羟基自由 基之间发生的一系列反应,实现有机物的降解6,二氧化钛被认为是最有前途的半导体材料7。除 此之外,比表面积大,对HO、CO2、C显示出良好的选择性和高的稳定性,使得二氧化钛也被视为 种优良的催化剂载体。 钴(166)和铯(157)是研究频率超过150(约十分之一)的物质。其中钴(C0)被认为是 VOCs催化氧化的方面最具活性的低成本金属氧化物之一4。C0:O,是研究最频繁的钴基催化剂,具 有尖晶石结构,其中C02+占据了八分之一的四面体位点,另有二分之一的八面体点位被C0+占据常用的 VOCs 催化剂可分为三类:贵金属催化剂、过渡金属氧化物和混合金属氧化物[24]。金属氧 化物催化剂通常价格便宜,耐中毒,但与贵金属催化剂相比,对 VOCs 的催化活性相对较差,效率 较低。一般催化剂都会选择合适的载体来支撑活性组分,以提高催化剂的强度。目前被广泛用作催化 剂载体的典型材料有:氧化铝、二氧化钛、氧化铈、氧化锆、二氧化硅、活性炭、分子筛、沸石等,具有 良好的热稳定性和较高的比表面积[11]。本文分析了近五年来有关 VOCs 催化氧化的文献,总结了催 化剂(不含载体)中金属元素的出现频率。结果如图 4 所示。 图 4 出版物中催化剂的使用频率 Fig.4 Catalyst usage frequency in publications 最常被研究的物质元素是锰(Mn)。锰系催化剂是近年来应用最广泛的催化剂,这主要是由于 其优异的物理化学性能。锰矿产量高、分布广,价格低廉,适合选择性催化还原 NOx 和降解 VOCs[33]。对一系列污染物的研究:烷烃(甲醛[34];丙酮[35]),芳香烃(苯;甲苯[36]),氯化有机化 合物(1-2 - 二氯乙烷[37];三氯乙烯[38]),结果表明,锰催化剂活性好、效率高、毒性低,在反应中 起着重要作用。锰基催化剂的应用主要包括钙钛矿(LaMnO3)和过渡金属氧化物两种类型,其性能 主要取决于催化剂的结构、制备方法、比表面积、载体材料和氧化态[39]。催化剂的高效主要归因于 Mn2+/Mn3+或 Mn3+/Mn4+的混合价态以及晶格氧的高氧化性能和迁移率[40]。 研究量排行第二的是铂基催化剂(184)。铂(Pt)是一种贵金属,Pt 基催化剂活性高,稳定性 好,在 VOCs 催化氧化领域得到了广泛研究[41-43]。但由于其高昂的成本和易中毒性能,因而在工业 应用方面受到限制,特别是在处理含氯有机物的时候[44]。通常情况下,Pt 基催化剂负载在金属氧化 物、沸石等载体上,具有良好的效率、活性和稳定性[24]。Zouhair 等人[45]研究了 Pt 基催化剂负载到 Al2O3、TiO2、CeO2、MgO 四种载体上,用以测试催化氧化二氯甲烷性能,整体活性:PtAl > PtTi > PtCe > PtMg,最具选择性的是 PtCe 催化剂,并且它们都拥有良好的抗氯性能。 钛(Ti)以 168 的研究频次排行第三。钛基催化剂具有成本低、无毒、化学稳定性好等优点,广 泛应用于光催化氧化(PCO)领域[8]。光催化是通过半导体催化剂吸收紫外光,在氧、臭氧和羟基自由 基之间发生的一系列反应,实现有机物的降解[46],二氧化钛被认为是最有前途的半导体材料[47]。除 此之外,比表面积大,对 H2O、CO2、Cl2显示出良好的选择性和高的稳定性,使得二氧化钛也被视为 一种优良的催化剂载体[45]。 钴(166)和铯(157)是研究频率超过 150(约十分之一)的物质。其中钴(Co)被认为是 VOCs 催化氧化的方面最具活性的低成本金属氧化物之一[48]。Co3O4是研究最频繁的钴基催化剂,具 有尖晶石结构,其中 Co2+占据了八分之一的四面体位点,另有二分之一的八面体点位被 Co3+占据 录用稿件,非最终出版稿
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